Fallo de relé con cargas inductivas: arco frente a sobretensiones

¿Cuál es la causa principal de la falla prematura del relé con cargas inductivas de CA: el retroceso inductivo que provoca la formación de arcos en los contactos o la sobrecorriente de irrupción que excede la capacidad de los contactos? Específicamente, estoy tratando de encontrar el relé adecuado para controlar un motor de horno de 120 V CA y 7,7 amperios (1/2 hp). El relé sería accionado por detectores de humo.

EDITAR: Para aclarar, el horno tiene un interruptor de alimentación principal y el termostato también lo enciende y apaga. El relé en sí no se usa para encender o apagar el calefactor EXCEPTO en caso de incendio, en cuyo caso los detectores de humo activan el relé, abriendo los contactos N/C para apagar el calefactor.

Un ingeniero de un importante fabricante de relés recomendó un modelo suyo que manejaría la alta corriente de irrupción, pero no mencionó ninguna supresión de picos de voltaje. Las discusiones en este foro, sin embargo, se centran principalmente en las soluciones de amortiguador RC.

Dada la naturaleza de mi aplicación, los contactos del relé N/C permanecerían cerrados en funcionamiento normal, excepto en caso de incendio, pruebas mensuales del detector o una tostada quemada ocasionalmente. Por lo tanto, debe haber ocasiones mínimas (pero no cero) de formación de arcos. Por otro lado, se producirían picos de irrupción varias veces al día a través de los contactos cerrados a medida que el horno se enciende y se apaga.

Esto me lleva a pensar que sobredimensionar la capacidad del relé es, de hecho, lo más importante. Pero, ¿crees que también sería recomendable mirar un amortiguador?

OK, aún no hay resolución. Pero aquí hay otro enfoque posible... ¿El termostato de un horno no usa un relé para encender y apagar el horno? Si es así, en lugar de usar el relé conectado a la alarma de humo para apagar el motor del horno directamente, ¿sería posible usar este (nuevo) relé para controlar la corriente del relé existente que ya está instalado en algún lugar del horno ? Presumiblemente, este relé existente ya está correctamente especificado y/o protegido contra sobretensiones. No tengo un diagrama de circuito para este horno, pero ¿suena como una posibilidad?

Con los relés, solo el cambio de estado tiene importancia. Un pico de corriente a través de contactos ya cerrados es como un pico de corriente a través de un cable, no pasa nada. Las partes problemáticas son una sobretensión cuando los contactos se cierran y una patada inductiva cuando los contactos se abren.
Si el relé opera varias veces al día para encender y apagar el horno, todos los contactos se abrirán y cerrarán. ¿Estás preguntando por más de un relé? Normalmente, la corriente del motor es transportada solo por los contactos normalmente abiertos de un relé o contactor. Ese relé o contactor debe tener una potencia nominal de motor. Eso debe usarse para seleccionar el relé, no la clasificación actual. Los relés que no tienen potencias nominales de motor no deben usarse para cambiar la corriente del motor. Necesitas revisar la pregunta para que quede clara. Un diagrama ayudaría.
Parece que está agregando un relé que tiene un contacto normalmente cerrado en serie con el interruptor de alimentación principal. El relé se activa en caso de incendio para apagar el horno. Energizar algo para el apagado de emergencia en caso de incendio generalmente no es una buena práctica. Los amortiguadores se utilizan a menudo en bobinas de relés y solenoides, pero no en motores. Cualquier relé que deba hacer o interrumpir la corriente del motor debe diseñarse e identificarse como adecuado para ese propósito, excepto para motores muy pequeños.
Si eso es. Un relé en serie con un interruptor de alimentación principal. Puede que no sea una buena práctica, pero es requerido por el Código de Construcción aquí en Ontario si quiero tener un apartamento legal en mi casa. Ciertamente he visto mención de amortiguadores en motores. @MEZLAW (abajo) proporciona un enlace a dicha solución. Pero me encantaría encontrar un relé diseñado específicamente para interrumpir la corriente de un motor. ¿Alguien sabe de uno?
@vini_i Gracias por ese excelente punto. El cambio de estado es la clave, entonces. Dado que los contactos normalmente están cerrados (y normalmente PERMANECEN cerrados), la corriente de entrada no debería ser un problema. Excepto que los contactos ocasionalmente se abren y luego se cierran nuevamente. Me pregunto por qué el fabricante del relé ignora el arco.
Debe utilizar el relé en la dirección opuesta. Utilice los contactos normalmente abiertos. Mantenga el relé energizado todo el tiempo. Si va a ocurrir un incendio y se detecta humo, desactive el relé para apagar el calefactor. Además, si el circuito fallara, el horno también se apagaría.
Los detectores de humo entregan 24 V al relé cuando se activan. No estoy seguro de cómo podría usarlos para mantener el relé energizado.
Ver revisión de mi respuesta.

Respuestas (3)

Lo que no es una buena práctica es tener un relé que deba permanecer energizado para apagar un sistema que debe apagarse en caso de incendio. Cortar la energía al horno puede estar bien.

Es probable que el termostato no apague inmediatamente el ventilador. Le dice al horno que apague el calor. Eso primero apagará el fuego, luego, algún tiempo después, apagará el ventilador. Eso permite que el calor restante en el horno circule a través del edificio.

No desea simplemente apagar el ventilador sin apagar el fuego en el horno. El calefactor debe estar diseñado para apagarse de manera segura en caso de pérdida de energía, por lo que creo que estaría bien simplemente cortar la energía del calefactor para un apagado de emergencia.

Sin embargo, creo que el horno debe tener una disposición de apagado de emergencia que permita conectar un relé de baja corriente a un lugar especial en la unidad de control del horno. Probablemente deberías investigar eso. Creo que un contratista de calefacción sabría exactamente cuál es la forma recomendada de lograr lo que quiere hacer.

Si desea cortar la alimentación del horno con un contacto de relé normalmente abierto, busque relés Hp (potencia nominal). Tenga en cuenta que un horno moderno tendrá un motor de ventilador de circulación de aire y un motor de ventilador de tiro forzado. Dado que los contactos normalmente cerrados no se utilizan normalmente en los circuitos de potencia del motor, es posible que no encuentre un relé con clasificación Hp con contactos NC.

Los detectores de humo entregan 24 V al relé cuando se activan. No estoy seguro de cómo podría usarlos para mantener el relé energizado.

Utilice un circuito de enganche como se muestra a continuación.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Excelentes puntos, Carlos. De hecho, el electricista que instaló los detectores de humo instaló un relé NC para este propósito hace dos años y medio. Pero falló después de varios meses al igual que su reemplazo idéntico. Resulta que fue diseñado solo para cargas no inductivas. ¡Su sugerencia de hablar con un contratista de calefacción tiene mucho sentido!
Charles, gracias por tu diagrama. Supongo que la alarma de humo son los contactos NC de un relé conectado a la alarma. Todavía espero una solución de un solo relé, así que estoy buscando ese relé con clasificación HP con contactos NC.
Sí. El contacto NC sería de un relé energizado por la alarma y solo necesitaría manejar la corriente de la bobina del relé nominal del motor.

Necesita hacer su propio circuito de protección de contacto, esto es algo que aprendí en los días de electromecánica en Bell System.

Esto debería ayudarte a diseñar lo que necesitas; https://www.industrologic.com/mechrela.htm

Gracias, MEZLAW. Ese enlace ayuda, pero falta un poco de detalle para los motores de CA. No estoy seguro de qué valores usar para R & C. :-(

La respuesta a mi pregunta original es: la sobretensión de entrada fue la causa de la fritura de mis dos relés de horno. Esto se basa en las observaciones de que (a) los contactos normalmente cerrados se abrieron solo unas pocas veces antes de fallar, por lo tanto, no hubo muchos eventos de arco; (b) por otro lado, el motor del horno se habría detenido y arrancado cientos de veces antes de las fallas, con grandes sobretensiones corriendo a través de los contactos NC en cada arranque.

Además, debo agradecer a Charles Cowie por indicarme la dirección correcta para resolver mi problema . Charles sugirió hablar con un contratista de hornos . ¡Bingo! El relé SM120X está bien para usar, pero no para interrumpir la alimentación de 120 V al horno. En su lugar, debe usarse para interrumpir el circuito de control de 24 V dentro del calefactor que, a su vez, cortará la energía del calefactor. En la práctica, esto significa poner los contactos normalmente cerrados del relé en la ruta del cable rojo del termostato.

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